Leidsid 33 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "Tuumareaktsioonid". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
reaktsioon, seoseenergia, tuumad, tuumareaktsioon, muundumine, tuumaga, tuumareaktsioonid, tuumafüüsika, katkevad, vahetusreaktsioonid, tuumale, olemasolul, lagunemine, alkeemia, rutherford, vastastikmõjus, energiahulk, suurenerinev arv neutroneid. Prootoneid ja neutroneid nimetatakse ka nukleonideks. Tuumajõud - nukleone hoiavad tuumas koos tugeva vastastikmõju jõud (tuumajõud), mis ei lasenukleonidel eemalduda kaugemale kui mõni fermi (1 f = 10-15 m) ega läheneda alla ühe fermi. Ühed tugevamad jõud looduses, mida tuntakse. Väikese mõjuraadiusega (tuuma läbimõõt). Tuumajõud seob nukleonid tuumas ühtseks ehk hoiab tuumaosakesed koos. Seoseenergia energia, mis tuleb tuumale anda selleks, et tuuma lõhkuda üksikuteks nukleonideks. Mida suurem on tuuma seoseenergia, seda stabiilsem ta on. Eriseoseenergia seoseenergia ühe nukleoni kohta. Radioaktiivsuse liigid: alfakiirgus, beetakiirgus, gammakiirgus, neutronkiirgus. Alfakiirgus väike läbimisvõime, inimesele ohtu, tõkestamiseks piisab paberilehest. Inimese sisse sattunud alfalagunev element võib olla ohtlik. Beetakiirgus läbimisvõime u 100 korda suurem kui alfakiirguses
Tuumajõud seob nukleonid tuumas ühtseks ehk hoiab tuumaosakesed koos. Massidefekt Vabade nukleonide masside summa on suurem kui tuumaks koondunud sama arvu nukleonide oma. Seda masside vahet nimetatakse massidefektiks. m = Zmp + Nmn M, kus Z on tuuma laenguarv (prootonite arv tuumas), m p prootoni mass, N neutronite arv, mn neutroni mass ja M tuuma mass. Seoseenergia Energia, mis tuleb tuumale anda selleks, et tuuma lõhkuda üksikuteks nukleonideks ( E s ). Mida suurem on tuuma seoseenergia, seda stabiilsem ta on. Energiat mõõdetakse elektronvoltides (eV). 1eV = 1,610-19 J Isotoopide kohta võid täiendavalt lugeda: http://et.wikipedia.org/wiki/Isotoop Aatomituuma kohta võid täiendavalt lugeda: http://et.wikipedia.org/wiki/Aatomituum 8. teema radioaktiivsus Radioaktiivsus Teatud keemiliste elementide omadus iseeneslikult kiirata elektromagnetkiirgust või suure energiaga osakesi nimetatakse radioaktiivsuseks (lad. radio+activus - kiirgustoime).
toimub kontrollitud reaktsioon. See tähendab, et ühest neutronist tekib uuesti üks vaba neutron, mis saab reaktsiooni põhjustada. Kui k<1 siis reaktsioon hääbub ja kui k>1 siis tekib kontrollimatu ahelreaktsioon nagu nt tuumapommis. · Raskete tuumade lõhustamine, energia vabanemine Tuumareaktsioonides tekivad uued keemilised elemendid. Sobivaim vahend tuumareaktsiooni esilekutsumiseks on neutronite voog. Neutron tänu laengu puudumisele liitub kergesti iga tuumaga, tuues kaasa reaktsiooniks vajalikku kineetilist energiat. Kui tuumaga liitub neutron siis tekkinud isotroop on ergastatud olekus ning sellega kaasneb lagunemine. Selle lagunemise käigus kiiratakse - või -osakese ja - kvante, muutudes jälle uueks isotoobiks, mis võib osutuda radioaktiivseks. · Kriitiline mass Väikese koguse aine puhul on juhusliku tuuma lõhkemisel tekkivatel neutronitel väike tõenäosus teisi tuumi kohata
kõigil isotoopidel ühesugused. Enamik looduslikke keemilisi elemente on isotoopide segud, millest tulenevad elementide mittetäisarvulised aatommassid. Keemilise elemendi ühed isotoobid võivad olla stabiilsed, teised radioaktiivsed . 2 Nukleonide vastastikmõju iseloomustatakse energeetiliselt tuuma seoseenergiana, see on võrdne tööga, mis kulub tuuma lahutamiseks koostisosadeks. Tuuma seoseenergia on töö, mis tuleb teha selleks, et viia tuuma nukleonid üksteisest sellisele kaugusele, kus nad üksteist enam ei mõjuta. Aatomi või tuuma potensiaalne energia on väiksem kõigi tema üksikute koostisosakeste potensiaalsete energiate summast, sest liitudes asetuvad osakesed madalamasse ( kollektiivsesse ) energiaolekusse ning kaotavad seega energiat.. Seoseenergia on selle potensiaalse energia erinevuse mõõt, energia, mida on vaja " teist teed tagasi minekuks ".
Üldvalem: γ-kiirgus – suure energiaga elektromagnetkiirgus. Ergastatud tuum läheb põhiolekusse ning kiirgab γ- kvandi, kiirgus suure läbimisvõimega, neeldub paksus tiheda aine kihis (teras, plii, betoon). Üldvalem: Poolestusaeg – ajavahemik, mille jooksul pooled radioaktiivse aine tuumadest on lagunenud. Tuumareaktsioon – aatomituumade muundumine vastastikmõjus mingi osakese või teise tuumaga. Kutsub esile mingisugune välismõju. Sobivaim osake esilekutsumiseks on neutron, tal puudub laeng ja tuumareaktorites tekkivat neutronivoogu saab ära kasutada. Tuumareaktsioonides vabaneb energia osakeste seoseenergia arvel. Kriitiline mass – on lõhustuva aine väikseim mass, mille korral tekib ahelreaktsioon. Ahelreaktsioon – nähtus, kus reaktsioon põhjustab sama reaktsiooni jätkumise naaberaatomites.
tõmbejõududele. Prootonite vahel valitsevad tõukejõud. Neutronite vahel elektrilisi jõude pole. Tuumajõud on jõud, mis hoiavad prootonite ja neutronite tuumas koos. 12 Tuuma ehitus Tuum on kihilise ehitusega Tuuma osakesed asuvad teatud energiatasemel Selleks, et täielikult vabastada prooton tuumast on vaja anda energiat. Seda energiat mõõdetakse elektronvoltides (MeV) 13 Stabiilsed tuumad Tuuma stabiilsuse tingimused: 1. Püsiva tuuma suurus on piiratud 2. Prootonite kui ka neutronite energiatasemed peavad olema täidetud alates madalaimast 3. Neutronite arv peab olema natuke suurem kui prootonite arv. 14 radioaktiivsus Mis juhtub, kui tuuma üks madalamaist energiatasemetest pole lõpuni täitunud? (tuuma ei ole põhiseisundis) Kõrgemalt tasemelt langeb prooton madalamale tasemele.
tiirlevad vaheldumisi prootonid ja neutronid. 2) Milles seisneb massidefekt? – Prootonite ja neutronite üldnimetus on nukleonid. Kui mingi arv nukleone ühinevad aatomituumaks, siis moodustunud tuuma mass on väiksem ühinenud nukleonide kogumassist – seda erinevust nimetataksegi massidefektiks. Osa nukleonide massist muundub energiaks, mis hoiab tuumaosakesi ehk nukleone koos. Seda massi vähenemist nimetatakse massidefektiks. 3) Mis on tuuma 1) seoseenergia, 2) eriseoseenergia, millise ühikuga seda mõõdetakse? – Tuuma 1) seoseenergiaks nimetatakse energiat, mis kuluks tuuma lõhkumiseks üksikuteks osadeks – prootoniteks ja neutroniteks. 2) eriseoseenergiaks nimetatakse energiat, mis kulub üksiku tuumaosakese eraldamiseks aatomituumast. 4) Kirjelda tuumareaktsioone: 1) raskete tuumade lõhustumisreaktsioon ehk ahelreaktsioon, 2) termotuumareaktsioon ehk kergete tuumade ühinemisreaktsioon?
See jõud on väikestel kaugustel palju tugevam kui tõukuv elektrostaatiline jõud prootonite vahel, kuid kaugemal kahaneb see peaaegu olematuks. 5. Mis määrab aatomi laenguarvu? Millega see veel seotud on? Laenguarvu määrab prootonite arv tuumas ehk tuuma laeng. See on ühtlasi ka elemendi järjekorranumber perioodilisuse süsteemis. 6. Mis on isotoobid, mis on neis ühesugust ja mis erinevat? Isotoobid on ühe elemendi erineva massiarvuga tuumad, ühesugune on neil prootonie arv, kuid erinev võib olla neutronite arv ja seega ka massiarv 7. Millised on stabiilse tuuma tingimused? 1. püsiva tuuma suurus on piiratud 2. tuum peab olema energeetiliselt põhiseisundis 3. tuuma energia peab olema antud osakeste arvu juures minimaalne. 8. Mida nimetatakse tuuma seoseenergiaks? Energia, mis vabaneb, kui üksikutest neutronitest ja prootonitest panna kokku mõni elemendi tuum. 9. Mida nimetatakse tuuma eriseoseenergiaks
Poolestusaeg on põhiline suurus, mis iseloomustab radioaktiivse lagunemise kiirust. Mida lühem on poolestusaeg, seda lühem on aatomite eluiga ja seda kiiremini lagunemine toimub. Poolestusaja määramiseks tuleb teada aatomite arvu Nnull algmomendil ja teha kindlaks lagunemata aatomite arv N mingi ajavahemiku t möödudes. Radioaktiivse lagunemise seadus on statistiline seadus, ta on keskmiselt õigeainult suure arvu osakeste jaoks. 6. Isotoobid Aatomituuma muundumine alfaosakeste toimel. Kui tuum on suur ja prootonite vahelised elektrostaatilised tõukejõud kipuvad võimsust võtma, siis on tuumal otstarbekas endats tükk ära heita. Sobivaks tükiks osutub kahest prootonist ja kahest neutronist koosnev tugevasti seotud süsteem heeliumi tuum H. Radioaktiivsusega seoses nim seda -osakeseks. -radioaktiivsuse ehk - lagunemise puhul väheneb tuuma massiaev 4 võrra ja laeng 2 võrra. Radioaktiivsel lagunemisel väheneb
AATOMIEHITUS, OMADUSED orbitaal – ruumiosa, kus elektroni leidmise tõenäolsus on suur peakvantarv n – määrab elektroni energiataseme/nivoo, näitab elektronkihtide arvu aatomis // vastav perioodi numbrile tabelis n = 1, 2, 3, ..., 7 kihid K, L, M, N, O, P, Q mida kaugemal tuumast elektron on, seda nõrgemini on ta seotud tuumaga ja seda suurem on ta energia. 2 maksimaalne elektronide arv energeerilisel nivool on 2 n => 2)8)18)32)etc orbitaalkvantarv l – määrab elektroni energia alanivoo, iseloomustab orbitaali kuju l = 0, 1, 2, 3, ..., n-1 l = 0 => s-orbitaal l = 1 => p-orbitaal l = 2 => d-orbitaal
Vesiniku kolmas isotoop 31H on triitium, mille tuumas on üks prooton ja kaks neutronit. Triitiumi tuum on ebastabiilne, sest prootonid ja neutronid ei ole tasakaalus. Tuumaenergia Aatomituumad koosnevad prootonitest ja neutronitest, kuid tuuma mass on alati väiksem kui üksikute prootonite ja neutronite masside summa. Selle erinevuse (massidefekti) tekitab tuumaosakesi koos hoidev seoseenergia. Tuumade seoseenergiat saab leida Einsteini valemiga Seoseenergia = mc2 Kus m on massidefekt ning c valguse kiirus vaakuumis. Vaakuumis oleva heeliumituuma (-osakese) jaoks on seoseenergiaks m = 0.0304 u , mille suuruseks on 28.3 MeV, arvestades u väärtust: 1 u = 931.434 M eV C-2. Tuuma seoseenergiad on miljoneid kordi suuremad kui aatomis elektronide sidumiseks vajalikud energiad. Näiteks on vesiniku aatomi ioniseerimiseks vajalik energia 13
12 kuid võib tekkida ka isotoop 6 C* ergastatud olekus (tähistame tärniga) üleminekul põhiolekusse kiirgab tuum - kvandi Neid kiiri nimetatakse - kiirguseks, energiaga E = h , kus h on Plancki konstant ja kiiratava laine sagedus. Väga suure energiaga ja seetõttu suure läbivusega. Kinnipidamiseks vaja 0,5m betoonseina või 10cm paksust pliid. Inimesele väga ohtlik. Poolestusaeg · Radioaktiivsed tuumad ei lagune kõik üheaegselt, vaid järkjärgult ·See on juhuslik protsess, täpselt ennustada, millal konkreetne tuum laguneb, ei ole võimalik · Lagunemise iseloomustamiseks kasutatakse suurust, mida nimetatakse poolestusajaks. Poolestusaeg on ajavahemik, mille jooksul radioaktiivsel lagunemisel aine hulk väheneb kahekordselt. Poolestusaeg (mõned näited) 3 1 H 12,3 a 14 6 C 5730 a 226 88 Ra 1622 a 235 92 U 8,9*108 a 238
raadiust ~100 000 korda. Tuuma ehitus, Tuum on kerataoline suure tihedusega keha aatomi keskmes. Nukleone (prootoneid ja neutroneid) seovad tervikuks tuumajõud. Need jõud on tingitud tugevast vastastikmõjust, mis on suuteline ületama prootonite elektrostaatilist tõukumist. Tuuma seoseenergiaks Es nimetatakse energiat, mis tuleb tuumale anda selleks, et tuuma lõhkuda üksikuteks nukleonideks. Seoseenergiat mõõdetakse megaelektronvoltides (MeV). Seoseenergia on seotud massidefektiga M kujul Es = M c2 . Massidefekt M on nukleonide masside summa ja tuuma massi vahe. Massidefektile vastav energia (seoseenergia) vabaneb tuuma "kokkupanekul" üksikutest nukleonidest. Tuuma eriseoseenergiaks nimetatakse seoseenergiat ühe nukleoni kohta. Suurim eriseoseenergia on keskmise massiga tuumadel (massiarvuga 50 kuni 100). Seetõttu on energeetiliselt kasulikke tuumareaktsioone kahte liiki: a) raskete tuumade lõhustumine (nn
tuumalaeng (sama element) erinev massiarv.isobaarid:ühesuguse massiarvuga erinevad keemilised elemendid kihilise ehituse teooria- prootonid ja neutronid "vahelduvate kihtidena"(kontsentrilised sfäärid) - neid seovad ülitugevad jõud (tugev interaktsioon, mõjuraadius u. 10-15m) Tuumajõud on väga palju tugevamad kui elektronidevahelise mõju jõud- seetõttu jäävad taval. keemil. reaktsioonides tuumad muutumatuks. Tuumade ehitust saab muuta (tuumareaktsioonid) nende pommitamisel väga kõrge energiaga osakestega (prootonid, neutronid, -osakesed, teised tuumad jne.).Tuumade kihilise ehituse teooria järgi sõltub tuumade püsivus (stabiilsus) märgatavalt Z/N suhtest:stabiilsemad on tuumad, kus vastavad nukleonide kihid on täielikult täitunud - maagilised tuumad. Massidefekt - Aatomi mass peaks võrduma stabiilsete komponentosakeste (elektronid, prootonid, neutronid) massiga
tuumareaktsiooniga ainult sellisel juhul kui lagunemine on põhjustatud kokkupõrkest mõne elementaarosakesega (näiteks neutroniga). Tuumareaktsioonide tüübid Põhilised tuumareaktsioonide tüübid on järgmised: · Tuumasüntees on tuumade loomine varemeksisteerinud nukleonidest. Tuumasüntees võib toimuda kas tuumafusiooni (tuumaühinemise) või tuumafissiooni (tuumalõhustumise) teel. · Tuumafusioon (ehk tuumaühinemine) on reaktsioon, milles kaks kergemat tuuma ühinevad raskemaks. Näiteks toodud reaktsioon ongi tuumafusioon. · Tuumafissioon (ehk tuumalõhustumine) on reaktsioon, milles raske tuum laguneb kergemateks tuumadeks. Kui see toimub ilma välise mõjutuseta, siis nimetatakse seda spontaanseks lõhustumiseks ja tegemist ei ole tuumareaktsiooniga. Tänapäeval kasutatav tuumaenergia põhineb just tuumalõhustumise protsessil.
elektronidest. Aatomi tuum annab 99,9% kogu aatomi massist; aatomi elektronkate määrab ära aatomi läbimõõdu. Vähima aatomi mass on suurusjärgus 10-27 kg ja läbimõõt suurusjärgus 10-10 m (ehk üks ongström). 2.1 AATOMITUUM. Aatomituum koosneb lähestikku asetsevatest nukleonidest positiivse elektrilaenguga prootonitest ja elektrilaenguta (neutraalsetest) neutronitest. Prootoni ja neutroni mass on ligikaudu võrdsed. Sõltuvalt tuuma koostisest ja energiatasemest jagunevad tuumad erinevateks nukliidideks. Prootoneid ja neutroneid hoiab tuumas koos tuumajõud, mis on positiivselt laetud prootonite omavahelisest elektrostaatilisest tõukejõust umbes 100 korda suurem. Et tuumajõudude mõjuulatus on väga väike (efektiivselt mõjub see vaid kõrvuti asetsevate nukleonide vahel), siis ülisuurtes aatomituumades ei suuda tuumajõud tuuma enam koos hoida ning tuum võib laguneda. Nii prootonid kui ka neutronid on fermionid, mis tähendab, et nende kohta kehtib Pauli
korrosioonikindlatesse konteineritesse. Avatud kütusetsükkel lõpeb kasutatud tuumkütuse ja radioaktiivsete jäätmete käitlemise ning vahe- ja lõppladustamisega.. Suletud kütusetsükkel saadakse, kui kasutatud tuumkütus töödeldakse ümber uueks kütuseks, see suunatakse uuesti tuumareaktorisse ja ainult väike kogus jäätmeid läheb lõppladustamisele. 2 4. Aatomituuma omadused. Massidefekt. Seoseenergia: Tuumareaktsioonid. Tuumareaktsioonide efektiivsed ristlõiked. Tuumade lõhustumine. Aatomituum on aatomi väga väike ja tihe keskosa, mis moodustab põhilise osa aatomi massist. Aatomituum koosneb nukleonidest – positiivse laenguga prootonitest ja neutraalse laenguga neutronitest. Tuuma iseloomustavad: laeng, mass, spin, magnetmoment, raadius, el.moment. Nii nagu aatomis, on ka tuumas tuumasisene energia kvantiseeritud: igal nukleonil on lubatud enrgianivood (nivoode vahe ~ 1 MeV).
Isobaariline protsess: p = 0 A = pV U = Q - pV Q < 0 süsteem annab ära soojushulga Termodünaa- Soojus ei saa iseenesest üle kanduda külmemalt kehalt soojemale. Teisiti öeldes, pole võimalik mika II printsiip protsess, mille ainsaks tulemuseks on soojendilt saadud soojushulga muundumine tööks. Soojusmasin on masin, kus siseenergia muundub mehaaniliseks energiaks. Soojusmasina A Q1 - Q2 T - T2 A masina poolt tehtud töö, Q1, Q2 soojendilt saadud kasutegur = = m = 1 Q1 Q1 T1 ja jahutile antud soojushulgad, m maksimaalne m < 1 T1 > T2 kasutegur, T1, T2 soojendi ja jahuti temperatuurid II
Isobaariline protsess: p = 0 A = pV U = Q - pV Q < 0 süsteem annab ära soojushulga Termodünaa- Soojus ei saa iseenesest üle kanduda külmemalt kehalt soojemale. Teisiti öeldes, pole võimalik mika II printsiip protsess, mille ainsaks tulemuseks on soojendilt saadud soojushulga muundumine tööks. Soojusmasin on masin, kus siseenergia muundub mehaaniliseks energiaks. Soojusmasina A Q1 - Q2 T - T2 A masina poolt tehtud töö, Q1, Q2 soojendilt saadud kasutegur = = m = 1 Q1 Q1 T1 ja jahutile antud soojushulgad, m maksimaalne m < 1 T1 > T2 kasutegur, T1, T2 soojendi ja jahuti temperatuurid II
(kui ühtivad kolm kvantarvu n, l, ml, siis peab spinn olema erinev) Vastavalt Pauli printsiibile mahub ühele ja samale orbitaalile, mida iseloomustab kvantarvude n, l ja ml kindlate väärtuste kogum, kaks vastupidise spinniga elektroni, mis moodustavad elektronpaari. Hundi reegel - Orbitaalide täitumise järjekord Ühesugust tüüpi orbitaalid (n ja l väärtused orbitaalidel samad, m l aga erinev) täituvad esmalt ühesuguse spinnkvantarvuga elektronidega. Keemiline reaktsioon - keemil. sidemete katkemine lähteainete ja uute sidemete tekkimine saaduste molekulides Elektronegatiivsus - sobiv suurus elektronisidumisvõime iseloomustamiseks aatomites (L.Pauling, 1932). Tänapäeval- seostatakse EN vastava aatomi ionisatsioonienergia ja elektronafiinsusega (nende poolsummaga) mittepolaarne (homöopolaarne) side polaarne side - Keemiline side on seda polaarsem, mida erinevamad on elementide elektronegatiivsused. Kõige polaarsem side:
halogeenidel, madalam leelismetallidel. Rühma piires elektronegatiivsus üldreeglina järjenumbri kasvamisel kahaneb. Kõrgeim elektronegatiivsus on fluoril, madalaimntseesiumil ning madal teistel leelismetallidel. Redoksreaktsioonid jagunevad: · Molekulide/ioonide vahelised reaktsioonid oksüdeerija ja redutseerija on erinevates ainetes · Molekulisisesed reaktsioonid - oksüdeerija ja redutseerija samas ühendis · Disproportsioneerumisreaktsioon e autoredoksreaktsioon reaktsioon, milles osa sama elemendi aatomitest on oksüdeerijad, osa sama elemendi aatomitest on redutseerijad. Reaktsioonivõrrandite tasakaalustamine Vastavalt massi jäävuse seadusele peab reaktsioonivõrrandis paremal ja vasakul pool olema samapalju ühe ja sama elemendi aatomeid. Lihtsamaid reaktsioone tasakaalustatakse vaatluse teel, alustades keerulisematest ühenditest ja lõpetades lihtainetega. Redoksreaktsioonides peab
omaenda sisemise energia varal elada veel miljardeid aastaid. Termotuumareaktsioonid Igasugune tuumaenergia tootmine põhineb aatomifüüsikas tuntud massidefekti nähtusel -- aatomituumad "kaaluvad" pisut vähem kui nende koostisosad eraldi võetuna. See masside vahe (teda nimetatakse pärast c2-ga korrutamist ka seoseenergiaks) sõltub tuuma massist ja on kõige suurem keskmise aatommassiga tuumadel, nagu raud, nikkel jt. Suuremate ning väiksemate masside juures on seoseenergia väiksem ning kergete tuumade liitmisel (raskete lõhkumisel) tekkiv energia ülejääk võimaldabki toota tuumaenergiat. Et vesiniku tuum koosneb vaid ühest prootonist, on prootoni masside summa tervelt 0,7 protsendi võrra neist moodustatud heeliumituuma massi. Seega annab iga kilogramm vesinikku heeliumiks muutudes 150 miljardit kilovatt-tundi energiat. Kuid selleks, et seda energiat kätte saada, tuleb kõigepealt sundida vesinikutuumasid ühinema.
kõrgema energiaga nn ergastatud olekusse. 1919.a. tõestas Rutherford, et tuuma üheks koostisosaks on prooton, mille mass on ligikaudne 1 süsinikuühik, mis on positiivse laenguga ja mille laengu absoluutväärtus on 1,60212*10 -19 elektronide ja prootonite arvud on võrdsed. Edaspidi avastati teine massiga aatomtuuma koostisosa, millel puudus laeng NEUTRON. Tuumafüüsikas nim. Prootonit ja neutronit NUKLEONIDEKS. Selle teooria kohaselt koosnevad aatomi tuumad prootonitest ja neutronitest, mille summa annab MASSIARVU. Z+N=A (Z-prooton; N-neutron, A-massiarv) Prootonite arv võrdub tuumalaenguga, mis määrab elemendi asukoha perioodilisussüsteemis (Z=järjenumbriga, sama palju elektrone on ka elektronkattes.) Tuumalaengu ja massiarvu väärtused märgitakse keemilise elemendi sümboli ette. NT 11/23 Na (tuumalaeng, massiarv, järje nr/ aatommass) Elemendi põhi iseloomustajaks on põhilaeng, mis määrab elemendi omadused
mis ei ole otseselt määratavad. Nimetatud seaduse avaldas Germain Hess 1840. a. Reaktsiooni molekulaarsus. Molekulaarsuseks nimetatakse keemias elementaarreaktsioonis põrkuvate osakeste (aatomite, molekulide, ioonide, radikaalide) arvu, st ühes reaktsiooni elementaarstaadiumis osalevate osakeste arvu. Seda suurust kasutatakse keemiliste reaktsioonide iseloomustamisel. Molekulaarsuse järgi jagatakse elementaarreaktsioonid: · monomolekulaarne reaktsioon, milles osaleb üks osake (molekul A dissotsieerub või isomeriseerub produkti(de)ks) · bimolekulaarne reaktsioon, milles osaleb kaks osakest · trimolekulaarne reaktsioon, milles osaleb kolm osakest. Trimolekulaarsed reaktsioonid on väga haruldased, sest kolme osakese samaaegne põrkumine on vähe tõenäoline. Elementaarreaktsioonide kirjeldamisel kasutatavad mõisted nagu molekulaarsus, reaktsiooni järk ja stöhhiomeetriline koefitsient on tavaliselt
rauatuumadeni. Raua kiirel sünteesil võib täht muutuda (super)noovaks ning tema materjal jaotub maailmaruumis laiali. Taolise materjali koondumisel võivad moodustuda uued taevakehad, nende hulgas ka meie Maa taolised. Eralduv energia jääb seejuures aina väiksemaks. Raua-aatomi tuum on kõige tihedamini kokku pakitud. Raskemate tuumade moodustumiseks vajaliku tuumasünteesi puhul energia enam ei vabane, vaid reaktsioon nõuab ise energiat. Tähed säilivad seni, kui tuumasünteesist energiat vabaneb. Kui sünteesimaterjal on otsas, siis täht kustub. 23 Keemilised ühendid Valdav enamik elemente võib keemiliste reaktsioonide tulemusel moodustada keemilisi ühendeid (liitaineid). Liitaine koosneb kindla ehitusega molekulidest. Liitaine iga molekul sisaldab erinevate elementide aatomeid.
elektronide elektrilaengute summaga. Näiteks alumiiniumi (keemiline element nr 13) ioonis Al+3 on 13 prootonit, 14 neutronit ja 10 elektroni, seega on selle iooni laeng +3 (13 · 1 + 14 · 0 + 10 · (-1) = 3). Oksüdatsiooniaste (o-a) – aatomi formaalne laeng ühendis, eeldusel, et molekul on üles ehitatud ioonidest ühe aatomi kaupa. Tähistatakse rooma nr, kasutades lisaks miinusmärki ja nulli. Keemiline reaktsioon – ühe aine muundumine teiseks. Redoksreaktsioon – reaktsioon, milles elementide o-a’d muutuvad. Oksüdeerumine e oksüdatsioon – elektronide loovutamine. O-a suureneb. Redutseerumine e reduktsioon – elektronide liitmine. O-a väheneb. Oksüdeerija – liidab elektrone, o-a reaktsioonis väheneb. Redutseerija – loovutab elektrone, o-a reaktsioonis kasvab. 9. Molaarsus e molaarne kontsentratsioon (CM) – väljendab lahustunud aine moolide arvu 1 liitris lahuses, ühik mol/l, M.
elektronide elektrilaengute summaga. Näiteks alumiiniumi (keemiline element nr 13) ioonis Al+3 on 13 prootonit, 14 neutronit ja 10 elektroni, seega on selle iooni laeng +3 (13 · 1 + 14 · 0 + 10 · (-1) = 3). Oksüdatsiooniaste (o-a) aatomi formaalne laeng ühendis, eeldusel, et molekul on üles ehitatud ioonidest ühe aatomi kaupa. Tähistatakse rooma nr, kasutades lisaks miinusmärki ja nulli. Keemiline reaktsioon ühe aine muundumine teiseks. Redoksreaktsioon reaktsioon, milles elementide o-a'd muutuvad. Oksüdeerumine e oksüdatsioon elektronide loovutamine. O-a suureneb. Redutseerumine e reduktsioon elektronide liitmine. O-a väheneb. Oksüdeerija liidab elektrone, o-a reaktsioonis väheneb. Redutseerija loovutab elektrone, o-a reaktsioonis kasvab. 9. Molaarsus e molaarne kontsentratsioon (CM) väljendab lahustunud aine moolide arvu 1 liitris lahuses, ühik mol/l, M.
ühesuguste kvantarvuga elektroni. neutraliseerivad vastasnimelise laenguga ioonid, mis moodustavad võrrandi mõlemal poolel peab aatomite sümbolite arv olema 2) Energia miinimum peab elektronide aatomis olema välissfääri. võrdne. 2H2+O2=2H2O Lähteaine masside summa on võrdne minimaalne potensiaalne energia. Mida kaugemal elektron on Kompleksi ühendi tekke näiteks on järgnev reaktsioon: lõppsaaduste masside summaga. (A.larosier 1774) tuumast, seda nõrgemini on ta tuumaga seotud. 1.2 Energia jäävuse seaduse - järgi energia ei tekki ega kao. 3) F..Mundi reegel ühesugust tüüpi orbitaalid täituvad esmalt Kui süsteem on suletud siis energia hulk konstantne. Energia on ühesuguse spintkvantarvuga elekrtonidena st.elektronid asuvad
lihtsam juurde votta kui loovutada. · Lihtainetes on aatomite vahel kovalentsed sidemed (O2, H2, H2O). · Metallidega reageerimisel kaituvad mittemetallid oksudeerijana. · Koige aktiivsemad mittemetallid on VIIA ruhmas (votavad kergesti juurde uhe elektroni). Koige vahemaktiivsemad (keemiliselt inertsed) on VIIIA ruhma mittemetallid (vaarisgaasid) kuna nende valiskihil on 8 elektroni => pole pohjust ei juurde votta ega ara anda. 8. Mis on keemiline reaktsioon? Nimeta keemilise reaktsiooni kiirust mõjutavad tegurid? Loetle erinevaid keemilisi reaktsioone! Keemiline reaktsioon on protsess, mille käigus ühest või mitmest keemilisest ainest (lähteaine(te)st) tekib keemiliste sidemete katkemise ja/või moodustumise tulemusena t üks või mitu uute omadustega keemilist ainet (saadust, produkti). · Looduses, keemiatoostuses ja bioloogilistes protsessides kulgevad keemilised reaktsioonid jaotatakse kaheks:
Z+N=A nimetatakse tuuma massiarvuks. Isotoop on ühe ja sama elemendi teisend, millel on erinev neutronite arv, aga laenguarv Z on kõigil sama elemendi isotoopidel seesama. Nukleonid on prootonite ja neutronite ühisnimetus. Nukleone seab ühtseks tervikuks tuumajõud. Seoseenergia on energia, mis tuleb tuumale anda selleks, et tuuma lõhkuda üksikuteks nukleonideks. Massidefektiks nimetatakse nukleonide summaarse massi ja tuuma massi vahet. (Tähis m) Eriseoseenergia on seoseenergia ühe nukleoni kohta. (Ühik MeV) Radioaktiivsusuks nimetatakse mingit liiki osakeste iseeneslikku kiirgumist tuumadest. -kiirgus koosneb heeliumi aatomi tuumadest, mis sisaldavad kahte prootonit ja kahte neutronit, kaasneb alati ka -kiirgus. Vastastikmõju tavalise ainega väga tugev -> läbitungimisvõime väike. -kiirgus kiirete elektronide (või positronide) voog. -lagunemisel muundub tuumas üks neutron prootoniks, tekivad elektron ja antineutriino
lihtsamatest ühenditest ilma uue elektronpaari loomiseta. Koordinatiivne side kui kovalentse sideme eriliik. doonor-aktseptorside ehk koordinatiivne side. Erinevus tavalisest kovalentsest sidemest on kui kovalentse sideme moodustamisel annab kumbki reageeriv aatom elektronpaari tekkeks ühe elektroni siis koordinatiivse sideme tekkimisel annab üks aatomitest elektronpaari, teine vakantse orbitaali. 30. Kompleksühendid looduses - Eluslooduse oluliseim reaktsioon fotosüntees peale kogu elusa materjali alusaine loomise on selle reaktsiooni tulemusena atmosfääris vaba hapnik ja maapõues taandatud süsiniku varud (süsi, nafta, põlevkivi, turvas jne.). Kompleksühendid on ka hemaglobiin ja müoglobiin. 31. Aine agregaatolekud mille poolsest erinevad gaasilised ained, vedelikud ja tahkised - Gaasides toimub praktiliselt piiramatu difusioon selle tulemusena jaotub gaas
molekulaarsest koostisest. Materjaliteadus – Materjalide uurimine, lähtudes nende keemilisest struktuurist ja koostisest. 5. Keemia makroskoopiline ja mikroskoopiline tase (näited)? Mikroskoopiline tase: Aatomite vaheliste sidemete muutumine jms. Nt (2Mg(t) + O2(g) -> 2MgO(t) Makroskoopiline tase: Toimuvad silmaga nähtavad või siis mõnel muul viisil jälgitavad muutused. Keemik reeglina mõtleb mikroskoopilisel tasemel, ehk kuidas sidemed tekivad, katkevad jne. Eksperimenti tehakse reeglina makroskoopilisel tasemel. Mõlemal tasemel toimuvaid protsesse kirjeldatakse keemiliste ja matemaatiliste valemite abil. Tänapäeval on võimalik paljusid makroskoopilisi protsesse edukalt arvutiga modelleerida, saamaks paremat ettekujutust mikroskoopilisel tasemel toimuvast. 6. Selgitage, millest koosneb teaduslik meetod? Andmete kogumine Seoste otsimine andmekogumites
.. siis reaktsiooni summaarne järk on astendajate summa a+b+... - nulljärku (a=0, kiirus = k), reaktsioonikiirus ei sõltu lähteainete kontsentratsioonidest - esimest järku (a = 1, kiirus = k[A]), kontsentratsioon väheneb ajas eksponentsiaalselt: ln [A]t/[A]t = -k*t [A]t = [A]0e-kt - teist järku (a = 2, kiirus = k[A]2); lähteaine kontsentratsiooni saab arvutada võrranditest: 1/[A]t – 1/[A]0 = kt; [A]t = [A]0/1+kt[A]0 Pseudo-esimest järku reaktsioon. Kui ühte lähteainet on suures ülehulga, siis selle kontsentratsioon muutub reaktsiooni vältel vähe ja seda muutust võib ignoreerida. Poolestusaeg. Esimest järku reaktsioonis väheneb lähteaine kontsentratsioon 2 korda iga võrdse ajavahemiku tagant. Vastav aeg on reaktsiooni poolestusaeg. t1/2 = 1/k ln2 Reaktsioonimehhanismid. Enamik reaktsioone kulgeb mitme etapina- elementaarreaktsiooni e elementaaraktina. Reaktsioonimehhanism – elementaaraktide järgnevus
annaabi.ee 
